L’impression 3D, également connue sous le nom de “fabrication additive” dans le monde professionnel, est une technologie qui ne fonctionne pas d’une seule manière. En réalité, il existe de nombreux procédés permettant d’imprimer des objets en 3D. Bien que les techniques utilisées varient, le principe reste le même. Contrairement aux machines de fabrication traditionnelles qui enlèvent ou moule la matière pour créer la forme souhaitée, l’impression 3D superpose successivement des couches pour créer l’objet.
Le matériau est déposé par une imprimante 3D selon les coordonnées XYZ (largeur, profondeur, hauteur) transmises par un fichier 3D. Pour mieux comprendre le fonctionnement de cette technologie, nous vous proposons ce guide étape par étape ainsi que des informations sur les matériaux utilisés.
Comment fonctionne une imprimante 3D
L’impression 3D utilise différents procédés, chacun étant différent en fonction de la technologie et du type d’imprimante 3D utilisée. Nous pouvons classer ces procédés en trois grandes catégories :
- Le dépôt de matière
- La solidification par la lumière
- L’agglomération par collage
Ces procédés fonctionnent tous selon le même principe de superposition de couches de matériau selon les coordonnées XYZ d’un fichier 3D. La différence réside dans la manière dont ces couches sont déposées et traitées, ainsi que dans le type de matériau utilisé.
La plupart de ces procédés nécessitent les éléments suivants :
- Une imprimante 3D
- Des consommables tels que du filament ou de la poudre
- Un fichier 3D (généralement en format STL ou OBJ)
- Un logiciel de découpage pour préparer le fichier et transmettre les instructions à l’imprimante
- Un ordinateur
La méthode d’exportation des fichiers vers l’imprimante varie en fonction des marques et des modèles : câble USB, Wifi ou carte SD.
L’impression 3D par dépôt de matière
La plupart des imprimantes 3D grand public utilisent ce procédé, qui est également connu sous le nom de FDM (Fused Deposition Modeling) ou FFF (Fused Filament Fabrication). Ce procédé consiste à déposer couche par couche un filament de matière thermoplastique fondu à environ 200°C pour former l’objet. La tête d’impression se déplace selon les coordonnées X, Y et Z transmises par le fichier 3D. De nouveaux filaments composites à base de métal, de fibres de carbone et même de bois sont maintenant disponibles, élargissant ainsi les possibilités d’impression 3D.
Voici une vidéo tutorielle pour mieux comprendre le fonctionnement de l’impression 3D par dépôt de matière :
La solidification par lumière
La stéréolithographie (SLA) est la première technique d’impression 3D mise en évidence. Elle consiste à solidifier un liquide photosensible à l’aide d’un rayon laser ultraviolet. Les imprimantes résine fonctionnant selon ce principe peuvent créer des objets avec une grande précision et une bonne qualité de finition. Elles utilisent un réservoir rempli de liquide photopolymère, une plate-forme perforée qui descend dans le réservoir, un rayonnement ultraviolet et un ordinateur pour commander la plate-forme et le laser. Cette technique permet de réaliser des objets complexes avec une grande finesse de détails.
La technologie Polyjet, développée par Objet Geometries Ltd, utilise également la photopolymérisation. Elle permet de combiner plusieurs matériaux différents pour créer des objets plus variés et complexes.
L’agglomération de poudre par collage
La 3DP (Three-Dimensional Printing) est un procédé d’impression 3D développé par Z Corporation. Il consiste à étaler une fine couche de poudre de composite sur une plateforme, puis à déposer de fines gouttes de colle colorée pour assembler les couches de poudre et obtenir l’objet final. La 3DP est rapide et offre une large gamme de couleurs, bien que sa précision puisse être inférieure à d’autres procédés. Cependant, les objets imprimés avec ce procédé peuvent être plus fragiles et leur surface peut être plus rugueuse sans traitement post-impression.
L’impression 3D ouvre de nombreuses possibilités dans de nombreux domaines, de la fabrication d’aliments et de médicaments à la création de pièces de haute précision. Les procédés et les matériaux continuent de se développer, offrant ainsi de nouvelles opportunités pour l’impression 3D.
Cet article offre un aperçu de base du fonctionnement de l’impression 3D. Consultez nos articles connexes pour en savoir plus sur les applications, les matériaux, les logiciels et les formations liés à l’impression 3D.
